C语言中的毫秒时间

Question

使用以下代码：

#include<stdio.h>
#include<time.h>
int main()
{
    clock_t start, stop;
    int i;
    start = clock();
    for(i=0; i<2000;i++)
    {
        printf("%d", (i*1)+(1^4));
    }
    printf("\n\n");
    stop = clock();

    //(double)(stop - start) / CLOCKS_PER_SEC

    printf("%6.3f", start);
    printf("\n\n%6.3f", stop);
    return 0;
}

我得到以下输出：

2.169

开始和结束时间是相同的。这是否意味着程序执行所需的时间很短?

如果1不成立，则至少小数点后的数字应该不同，但这里并没有发生。我的逻辑正确吗？

注意: 我需要计算执行所需的时间，因此需要上述代码。

- user980411

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C11允许使用timespec_get函数获得纳秒级分辨率：https://dev59.com/jHRC5IYBdhLWcg3wP-n5#36095407 - Ciro Santilli OurBigBook.com

它也可能是操作系统和计算机特定的。在Linux中阅读time(7)。在Windows中，据传clock()存在缺陷（测量实时而非CPU时间）。 - Basile Starynkevitch

Answer 1

是的，这个程序可能只用了不到一毫秒的时间。尝试使用 timeval 以微秒为分辨率。

例如：

#include <sys/time.h>

struct timeval stop, start;
gettimeofday(&start, NULL);
//do stuff
gettimeofday(&stop, NULL);
printf("took %lu us\n", (stop.tv_sec - start.tv_sec) * 1000000 + stop.tv_usec - start.tv_usec); 

你可以查询 stop.tv_usec - start.tv_usec ��间的差异（以微秒为单位）。注意，这仅适用于亚秒时间（因为 tv_usec 会循环）。对于一般情况，请使用 tv_sec 和 tv_usec 的组合。

编辑2016-08-19

在支持 clock_gettime 的系统上，更合适的方法是：

struct timespec start, end;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_RAW, &start);
//do stuff
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_RAW, &end);

uint64_t delta_us = (end.tv_sec - start.tv_sec) * 1000000 + (end.tv_nsec - start.tv_nsec) / 1000;

- cmh

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不要忘记使用 struct timeval 而不是 timeval；前者是 @cmh 可能想要说的，而后者会导致编译错误。 - fouric

@InkBlend：当然，你是正确的。我太习惯在C++中编写代码了，在这种情况下可以安全地省略struct。 - cmh

每秒钟，tv_usec将在零点回绕。表达式“stop.tv_usec - start.tv_usec”无法工作，因为事先不知道每个样本在一秒钟内的哪个时间点获得。即使是亚秒级别的时间，您也需要使用tv_sec和tv_usec。 - Adrian Lopez

请注意，直到2016年9月发布的macOS Sierra 10.12版本之前，Mac电脑上没有clock_gettime()函数（Mac OS X 10.11 El Capitan及更早版本从未有过）。在Sierra之前，除非使用Mac（Objective C）框架中隐藏的专门函数，否则gettimeofday()是该平台上最好的选择。 - Jonathan Leffler

@Elliott，这并不是绝对错误的，有一些更好的方法可以在某些系统上实现相同的目标 - 但在任何clock_gettime不可用的地方仍然有效。 - cmh

Answer 2

这是我编写的代码，用于获取以毫秒为单位的时间戳。

#include<sys/time.h>

long long timeInMilliseconds(void) {
    struct timeval tv;

    gettimeofday(&tv,NULL);
    return (((long long)tv.tv_sec)*1000)+(tv.tv_usec/1000);
}

- zebo zhuang

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终于有一个简单的解决方案可以返回毫秒了，非常感谢！对我来说非常有效。 - anaotha

Answer 3

这段代码片段可以用来显示秒、毫秒和微秒：

#include <sys/time.h>

struct timeval start, stop;
double secs = 0;

gettimeofday(&start, NULL);

// Do stuff  here

gettimeofday(&stop, NULL);
secs = (double)(stop.tv_usec - start.tv_usec) / 1000000 + (double)(stop.tv_sec - start.tv_sec);
printf("time taken %f\n",secs);

- K_K

Answer 4

有几件事情可能会影响您看到的结果：

1. 您将 clock_t 视为浮点类型，但我认为它不是。
2. 您可能期望 (1^4) 做的不是计算 1 和 4 的按位 XOR，即结果为 5。
3. 由于 XOR 是常量之间的运算，它很可能被编译器 折叠起来, 这意味着它在运行时不会增加太多工作量。
4. 由于输出已经被缓冲（只是格式化字符串并将其写入内存），因此它非常快速地完成。

您没有说明您的机器速度有多快，但在现代硬件上，这很快就能运行完毕。

如果您有，请尝试在开始/停止快照之间添加一个调用 sleep()。请注意，sleep() 是 POSIX 的函数，而不是标准 C 的。

- unwind

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好的，这只是我需要执行的一个操作。 - user980411

但是，有时我会得到像0.295这样的起始值和0.497这样的停止值。 - user980411

Answer 5

你可以使用gettimeofday()和下面的timedifference_msec()函数来计算两个样本之间经过的毫秒数：

#include <sys/time.h>
#include <stdio.h>

float timedifference_msec(struct timeval t0, struct timeval t1)
{
    return (t1.tv_sec - t0.tv_sec) * 1000.0f + (t1.tv_usec - t0.tv_usec) / 1000.0f;
}

int main(void)
{
   struct timeval t0;
   struct timeval t1;
   float elapsed;

   gettimeofday(&t0, 0);
   /* ... YOUR CODE HERE ... */
   gettimeofday(&t1, 0);

   elapsed = timedifference_msec(t0, t1);

   printf("Code executed in %f milliseconds.\n", elapsed);

   return 0;
}

注意，当使用gettimeofday（）时，即使您只关心微秒差异，也需要考虑秒数，因为tv_usec每秒都会回卷到零，并且您事先无法知道每个样本在一秒钟内获取的时间点。

- Adrian Lopez

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只是一个提示："POSIX.1-2008 标记 gettimeofday() 为过时的，推荐使用 clock_gettime(2) 代替。" - 来自 "man gettimeofday()" - Roman Pietrzak

Answer 6

从man clock得知:

clock()函数返回程序使用的大致处理器时间。

因此，没有迹象表明你应该将其视为毫秒。一些标准需要精确的CLOCKS_PER_SEC值，因此您可以依靠它，但我认为这是不可取的。 另一件事是，正如@unwind所述，它不是浮点/双精度。 Man times建议将其作为int类型。 还要注意以下内容：

此函数每隔约72分钟将返回相同的值

如果你不幸地遇到计数器刚好从零开始计数的时刻，那么就可能会得到负数或巨大的值（这取决于您将结果存储为有符号或无符号值）。

因此:

printf("\n\n%6.3f", stop);

很可能会输出垃圾值，因为将任何整数作为浮点数处理确实是未定义的行为（我认为这可能是你遇到问题的主要原因）。如果您想确保结果准确，可以始终执行以下操作：

printf("\n\n%6.3f", (double) stop);

虽然我更愿意一开始将其打印为long long int：

printf("\n\n%lldf", (long long int) stop);

- elmo

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我也使用了你的第二个，但仍然得到相同的结果。 - user980411

我的意思是，你提供的C++代码是否与C语言相同。 - user980411

是的，我使用C++的唯一原因是在打印时不必猜测clock_t的类型。 - elmo

Answer 7

标准的C库提供了timespec_get函数。如果系统支持，它可以以纳秒精度告诉时间。但是，调用它需要更多的努力，因为它涉及到一个结构体。下面是一个函数，它只是将结构体转换为简单的64位整数，这样你就可以获取毫秒级别的时间。

#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include <time.h>

int64_t millis()
{
    struct timespec now;
    timespec_get(&now, TIME_UTC);
    return ((int64_t) now.tv_sec) * 1000 + ((int64_t) now.tv_nsec) / 1000000;
}

int main(void)
{
    printf("Unix timestamp with millisecond precision: %" PRId64 "\n", millis());
}

与clock不同，此函数返回Unix时间戳，因此可以正确计算在阻塞函数（例如sleep）中花费的时间。

- Daniel

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$ cc -std=c11 temp.c - temp.c:8:5: warning: implicit declaration of function 'timespec_get' is invalid in C99 - Nakilon

Answer 8

现代处理器运行速度过快，难以记录运行时间。因此可能会返回零。在这种情况下，您开始和结束的时间太短，因此在四舍五入后两个时间相同。

- Code_Run